У классиков встречается нередко. Но в большинстве случаев имеет оттенок — иногда еле уловимый, иногда очень отчетливый — противопоставления мимики напоказ и подлинных (скрытых) переживаний. Или, напротив, их отсутствия.
Примеры из НКРЯ:
Соперник мой уже сидел на своем стуле, совершенно спокойный и с прежней улыбкой на лице (И.Тургенев).
Постояв перед ней, скрестя руки и с язвительной улыбкой на лице… (И.Тургенев).
Алберт оглянулся с радостной и покорной улыбкой на лице (Л.Толстой).
Вслед затем сам хорунжий в новой черкеске, с офицерскими погонами на плечах, в чищеных сапогах, — редкость у казаков, — с улыбкой на лице, раскачиваясь, вошел в комнату (Л.Толстой).
Старый князь с улыбкой на лице смотрел на Растопчина и одобрительно покачивал головой (Л.Толстой).
А в этих примерах видно отчетливо:
Князь Василий встал, еще в гостиной принял радостно-торжественную улыбку и с этой улыбкой на лице вышел в гостиную (Л.Толстой).
В тяжелый горький час последнего прощанья / С улыбкой на лице я пред тобой стоял (А.Апухтин).
С улыбкой на лице и со слезами / Ты с кораблем прощалась на ветру… (Н.Рубцов)
Попадается также у Катаева, Казакевича, Рубиной, Пелевина, М.Петросян, Прилепина, Мамлеева, Личутина, Довлатова, Ф.Искандера, Астафьева, Симонова, В.Некрасова, Стругацких... много еще у кого, в общем.